Môi trường

Năng lượng mặt trời

Năng lượng mặt trời là gì?

Nguồn năng lượng chính trên hành tinh Trái đất là từ mặt trời. Điện năng lượng mặt trời là điện năng được tạo ra trực tiếp từ ánh sáng mặt trời. Năng lượng mặt trời có thể được sử dụng cho năng lượng nhiệt hoặc chuyển đổi thành năng lượng điện.

Năng lượng tái tạo

Khi sử dụng năng lượng mặt trời, chúng ta không sử dụng bất kỳ tài nguyên nào của Trái đất như than đá hoặc dầu mỏ. Điều này làm cho năng lượng mặt trời trở thành một nguồn năng lượng tái tạo. Năng lượng mặt trời cũng là năng lượng sạch, không gây ô nhiễm môi trường.

Năng lượng mặt trời để sưởi ấm

Năng lượng mặt trời có thể được sử dụng để sưởi ấm nhà cửa và các tòa nhà khác . Đôi khi năng lượng mặt trời để sưởi ấm có thể bị động. Đây là khi không có thành phần cơ học nào được sử dụng để di chuyển nhiệt xung quanh. Hệ thống sưởi thụ động giúp giữ ấm cho các ngôi nhà vào mùa đông, làm nóng bể bơi và thậm chí làm ấm ô tô của chúng ta khi chúng ta đỗ xe bên ngoài (điều này tốt vào mùa đông nhưng không nhiều vào ngày hè nóng bức).

Làm nóng chủ động là khi có các bộ phận cơ học giúp di chuyển nhiệt xung quanh. Mặt trời có thể được sử dụng để làm nóng nước hoặc không khí, sau đó được bơm xung quanh tòa nhà để cung cấp nhiệt đều cho tất cả các phòng.

Năng lượng mặt trời cho điện năng

Khi nào hầu hết chúng ta nghĩ về năng lượng mặt trời, chúng ta nghĩ về pin mặt trời biến tia nắng thành điện năng. Pin mặt trời còn được gọi là tế bào quang điện. Từ "quang điện" xuất hiệntừ "photon", là các hạt tạo nên ánh sáng mặt trời, cũng như từ "volt", là đơn vị đo điện năng.

Ngày nay, pin mặt trời thường được sử dụng trong các thiết bị cầm tay nhỏ như máy tính và đồng hồ đeo tay. Chúng đang trở nên phổ biến hơn đối với các tòa nhà và gia đình khi chúng trở nên hiệu quả hơn. Một điểm hay của pin mặt trời là chúng có thể được đặt trên nóc tòa nhà hoặc ngôi nhà mà không chiếm thêm bất kỳ không gian nào.

Pin mặt trời trên ngôi nhà được sử dụng cho tạo ra điện năng

Pin năng lượng mặt trời hoạt động như thế nào?

Pin năng lượng mặt trời chuyển đổi năng lượng của các photon từ mặt trời thành điện năng. Khi photon chạm vào đỉnh của tế bào, các electron sẽ bị hút vào bề mặt của tế bào. Điều này gây ra một điện áp hình thành giữa các lớp trên cùng và dưới cùng của tế bào. Khi một mạch điện được hình thành trên đỉnh và đáy của tế bào, dòng điện sẽ chạy qua, cung cấp năng lượng cho thiết bị điện.

Cần rất nhiều pin mặt trời để cung cấp năng lượng cho một tòa nhà hoặc một ngôi nhà. Trong trường hợp này, một số pin mặt trời được kết nối thành một mảng lớn các tế bào có thể tạo ra tổng năng lượng lớn hơn.

Lịch sử của năng lượng mặt trời

Tế bào quang điện là được phát minh vào năm 1954 bởi các nhà nghiên cứu tại Bell Labs. Kể từ đó, pin mặt trời đã được sử dụng trên các vật dụng nhỏ như máy tính. Chúng cũng là nguồn năng lượng quan trọng cho tàu vũ trụ và vệ tinh.

Bắt đầu từnhững năm 1990, chính phủ đã tài trợ cho nghiên cứu và đưa ra các ưu đãi về thuế cho những người sử dụng năng lượng sạch và tái tạo như năng lượng mặt trời. Các nhà khoa học đã đạt được những tiến bộ trong hiệu quả của pin mặt trời. Ngày nay, pin mặt trời có hiệu suất khoảng 5 đến 15%, nghĩa là rất nhiều năng lượng của ánh sáng mặt trời bị lãng phí. Họ hy vọng đạt được 30% hoặc tốt hơn trong tương lai. Điều này sẽ làm cho năng lượng mặt trời trở thành một nguồn năng lượng thay thế khả thi và kinh tế hơn nhiều.

Năng lượng mặt trời có nhược điểm nào không?

Năng lượng mặt trời có hai nhược điểm lớn. Một nhược điểm là lượng ánh nắng mặt trời ở một nơi cụ thể thay đổi do thời gian trong ngày, thời tiết và thời gian trong năm. Một nhược điểm khác là với công nghệ hiện tại, cần rất nhiều tế bào quang điện đắt tiền để tạo ra một lượng điện kha khá.

Những sự thật thú vị về năng lượng mặt trời

• Ngôi nhà lớn nhất thế giới nhà máy nhiệt mặt trời được đặt tại bang California.
• Nhiều nhà máy quang điện lớn đang được xây dựng trên khắp thế giới. Một số sa mạc lớn nhất nằm ở Trung Quốc, Canada và Hoa Kỳ (Nevada).
• Nếu chỉ 4% sa mạc trên thế giới được bao phủ bởi các tế bào quang điện thì chúng có thể cung cấp toàn bộ điện năng cho thế giới.
• Nhiều người nghĩ rằng khi các tấm pin mặt trời trở nên hiệu quả hơn và ít tốn kém hơn, chúng sẽ trở thành tính năng tiêu chuẩn của các ngôi nhà và tòa nhà mới.
• Năm 1990, một chiếc xe chạy bằng năng lượng mặt trờimáy bay đã bay khắp Hoa Kỳ mà không sử dụng nhiên liệu.
• Albert Einstein đã giành giải thưởng Nobel năm 1921 cho nghiên cứu về năng lượng quang điện.

Làm bài kiểm tra mười câu hỏi về trang này.

Ô nhiễm đất

Ô nhiễm không khí

Ô nhiễm nước

Tầng Ozon

Tái chế

Sự nóng lên toàn cầu

Các nguồn năng lượng tái tạo

Năng lượng tái tạo

Năng lượng sinh khối

Năng lượng địa nhiệt

Thủy điện

Năng lượng mặt trời

Năng lượng sóng và thủy triều

Năng lượng gió

Khoa học >> Khoa học Trái đất >> Môi trường